Hablemos Claro

Los probióticos como ingredientes funcionales: beneficios a la salud

Q. A. Ma. Luisa Mancilla Arellano
Q. A. Laura Villarruel Parra
Dra. Maricarmen Quirasco Baruch

Facultad de Química
Universidad Nacional Autónoma de México

Según la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) los probióticos son microorganismos vivos que cuando se administran en cantidades adecuadas, se establecen en el intestino grueso y pueden conferir un beneficio a la salud de quien los consumen (2,13). Los productos como la leche, yogurt y quesos son los vehículos más comunes para suministrar los probióticos. Sin embargo, también están disponibles como suplementos alimenticios en los que los microorganismos se administran en polvo, cápsulas o tabletas (9).

Para que los probióticos tengan efecto en el consumidor deben establecerse en el tracto intestinal, lo que depende de factores como la ingesta diaria, la ecología bacteriana del intestino y la fisiología del hospedero (consumidor). Vale la pena resaltar que para ser considerados probióticos, los microorganismos en cuestión deben demostrar sus beneficios en humanos a partir de estudios bien documentados, controlados y cuyos resultados puedan obtenerse de manera reproducible.

Los protocolos experimentales en los que se pone a prueba la efectividad de los probióticos son muy complejos, pues la respuesta a su administración dependerá del estado de salud del hospedero, de su edad, sexo, hábitos alimenticios, condición fisiológica y de la carga microbiana de su propio intestino (microbiota). Por ello, el tema de los probióticos y sus efectos benéficos ha estado en tela de juicio y la discusión continúa entre la comunidad científica, las autoridades sanitarias y regulatorias (principalmente en Europa) y las compañías que han utilizado a dichos microorganismos en sus productos.

Algunos de los aspectos que se han considerado como característicos de este grupo de microorganismos, son los siguientes:

Beneficios a la salud

El consumo de microorganismos probióticos se ha asociado a una serie de efectos terapéuticos, tales como los que se muestran a continuación (Tabla 1).

Tabla 1. Efectos benéficos y terapéuticos asociados a la aplicación de microorganismos probióticos en humanos (7).

 

Propiedades de Adhesión

Uno de los requisitos más importantes que los microorganismos probióticos deben tener para proporcionar efectos benéficos a la salud, es la adhesión a la superficie intestinal y la subsecuente colonización del tracto gastrointestinal. La adhesión provee una interacción con la mucosa superficial que facilita el contacto con el tejido linfoide, asociado al intestino mediante efectos inmunes locales y sistémicos (3).

Las bacterias que persisten durante más tiempo en el tracto gastrointestinal tienen mayores posibilidades de provocar efectos metabólicos e inmunomodulatorios, en comparación con las cepas no persistentes. Por lo tanto, sólo los probióticos adherentes son capaces de inducir efectos inmunes y estabilizar la mucosa intestinal. Algunas de estas cepas adherentes, pueden inhibir la adhesión y el crecimiento de bacterias enteropatogénicas, mediante la competencia por los sitios de adhesión o produciendo sustancias antibacterianas. Además las bacterias probióticas amplían la respuesta inmune.

Efectos preventivos y terapéuticos contra la diarrea

Diferentes estudios han demostrado que la duración de los síntomas de la diarrea infantil producida por rotavirus, se reduce cuando se consumen ciertos lactobacilos. También se ha observado un incremento en el nivel de inmunoglobulinas específicas para rotavirus, creando un mecanismo de defensa inmune que acompaña al efecto antidiarréico. En adultos se ha visto la reducción de la diarrea asociada con tratamiento antibiótico, mientras que la evidencia para el tratamiento de la diarrea aguda y crónica se ha mostrado inconsistente (13).

Propiedad inmunomoduladora

Estudios sobre la ingesta de probióticos por humanos han aportado evidencia de la modulación del sistema inmunológico al incrementar los niveles de células secretoras de anticuerpos. Estos microorganismos estimulan la producción de citocinas (interferón Y) por linfocitos, proliferación de anticuerpos (IgM e IgG) y actividad fagocítica de leucocitos. Así mismo, se ha demostrado que existen diferencias en los efectos inmunomodulatorios entre cada cepa de bacterias probióticas (13).

Alergias

Se ha sugerido que las características inmunomoduladoras de los probióticos podrían ser utilizadas en patologías humanas en las que está implicado el sistema inmune, en concreto en relación con las enfermedades alérgicas. Numerosos estudios de laboratorio y de experimentación clínica demuestran ciertos efectos de los probióticos para dificultar o impedir el desarrollo del mecanismo alérgico, para prevenir o minimizar la aparición de alergopatías. Hasta el momento los resultados son controvertidos y no se conocen los mecanismos de acción.

Propiedades antagónicas

Las bacterias probióticas han demostrado tener una capacidad inhibitoria frente a muchos de los patógenos transmitidos por los alimentos. Los mecanismos de inhibición de patógenos atribuidos a los microorganismos probióticos son:

  • Producción de sustancias antimicrobianas como: ácidos orgánicos, peróxido de hidrógeno, bacteriocinas, antibióticos y ácidos biliares desconjugados.
  • Su papel como antagonistas competitivos, es decir, la competencia por sitios de adhesión, por los nutrientes y haciendo el medio poco favorable para el crecimiento de las bacterias invasoras.
  • Estimulación del sistema inmune.

Las bacterias probióticas pueden producir bacteriocinas, cuyo papel en la inhibición de patógenos in vivo se encuentra limitada ya que las bacterocinas tradicionales tienen un efecto inhibitorio únicamente contra especies muy relacionadas filogenéticamente como otros lactobacilos. Sin embargo, los metabolitos de bajo peso molecular (peróxido de hidrógeno, ácido acético y láctico) y metabolitos secundarios producidos por los probióticos, han mostrado una capacidad inhibitoria hacia microorganismos patógenos como Salmonella, Escherichia coli, Clostridium y Helicobacter.

El probiótico Lactobacillus rhamnosus produce un compuesto antimicrobiano de bajo peso molecular, posiblemente un ácido graso de cadena corta, que inhibe microorganismos anaerobios como Bacteroides, Clostridium y Bifidobacterium; además impide el desarrollo de bacterias como Pseudomonas, Staphylococcus y Streptococcus sin afectar a otros lactobacilos. Por otro lado, la producción de ácidos orgánicos debido al metabolismo de los probióticos, disminuye el pH y altera el potencial óxido-reductor del intestino, lo cual combinado con el contenido reducido de oxígeno en el intestino, resulta en una actividad antimicrobiana (7).

Se ha reportado que tanto los lactobacilos como las bifidobacterias tienen esta actividad en contra de Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus y Clostridium perfringens debido a la producción de bacteriocinas y sustancias antibacterianas como el H2O2. Otro caso es el de Helicobacter pylori que es una bacteria oportunista que causa úlceras pépticas y gastritis crónica, las bacterias probióticas reducen la colonización y la inflamación causada por este patógeno (1).

Reducción de intolerancia a la lactosa

Los probióticos también ayudan al mejoramiento de la digestibilidad de la lactosa debido a la hidrólisis de esta en el tracto digestivo. Los probióticos, al estar colonizando el intestino, liberan ahí la ß-galactosidasa, que hidroliza a la lactosa, con lo que se disminuyen los síntomas causados por la intolerancia de la misma.

Reducción de los niveles de colesterol en suero

Algunos estudios han demostrado que el consumo de productos lácteos fermentados adicionados con probióticos reduce significativamente el colesterol en suero. Existe evidencia de que ciertas cepas Lactobacillus acidophilus y algunas bifidobacterias son capaces de disminuir el nivel de colesterol dentro del intestino. Aún no se ha entendido cuál es el papel que juegan estas bacterias probióticas en la disminución del colesterol, sin embargo, existen algunas hipótesis: la primera postula la existencia de un factor producido en las leches fermentadas que inhibe la síntesis de colesterol en el cuerpo.

Otra hipótesis es que la reducción del colesterol puede deberse a la co-precipitación del colesterol con ácidos biliares desconjugados a pH bajo, el cual es consecuencia de la producción de ácido láctico por bacterias probióticas. Algunas cepas de Lactobacillus, producen hidroximetilglutarato, el cual inhibe la hidroximetilglutaril-CoA-reductasa, que es la enzima que se requiere para la síntesis del colesterol. Además otras bacterias probióticas desnaturalizan las sales biliares, las cuales pierden su capacidad de absorber lípidos con lo que se reducen los niveles de colesterol.

Actividad anticancerígena y antimutagénica

La acción antitumoral de los probióticos se atribuye a la inhibición de los agentes carcinógenos o procarcinógenos, a la producción de compuestos antimutagénicos, a la modulación de enzimas procarcinogénicas en el intestino, a la inhibición de las bacterias que convierten procarcinógenos a agentes carcinógenos, a la supresión de tumores por la activación del sistema inmune del huésped y a la reducción del pH intestinal que reduce la actividad microbiana. Kailasapathy y Rybka (1997) informaron sobre varios estudios con animales que confirman que la ingesta de yogurt y leches fermentadas que contienen bacterias probióticas inhibe la formación de tumores y la proliferación de estos.

En algunos estudios sobre humanos el consumo de Lactobacillus acidophilus demostró una disminución en la mutagenicidad fecal y urinaria. Este efecto también se observa con el consumo de Lactobacillus casei Shirota que ha demostrado tener efectos benéficos en pacientes con cáncer (7).

Las bacterias probióticas disminuyen el pH intestinal y la actividad de enzimas bacterianas como la β-glucuronidasa, la azoreductasa y la nitroreductasa, las cuales son responsables de la activación de procarcinógenos, con lo que se logra disminuir el riesgo de desarrollar tumores.

Mejoramiento en la absorción de minerales

Debido a que el principal producto del metabolismo de los probióticos es el ácido láctico, el pH intestinal se disminuye, con lo que los minerales aumentan su digestibilidad (6).

Ingesta mínima requerida

Para lograr estos beneficios de la salud es necesario administrar dosis adecuadas de células vivas y que una cantidad suficiente de probióticos viables lleguen al intestino humano y se establezcan (8). Con base en los estudios previos que caracterizan una gran variedad de géneros y especies de probióticos, se estableció una dosis mínima requerida de 108 UFC/día. En 2000 Kailasapathy y Chin sugirieron que una dosis terapéutica de probióticos debe tener al menos 108 – 1010 UFC/día. Esta cantidad correspondería al consumo diario de yogurt que tuviera 106 UFC/g, esto es, una porción diaria de 100 g (8).

Evaluación y selección de microorganismos probióticos

La selección adecuada de microorganismos probióticos tiene que cumplir con características específicas, tales como inocuidad, funcionalidad y aspectos tecnológicos (Figura 1).

 



Figura 1. Aspectos a considerar para el empleo de probióticos (13)

 

Los requerimientos funcionales de las cepas probióticas se establecen mediante de métodos in vitro y los resultados de estos estudios deben correlacionarse con análisis clínicos en humanos. Algunos aspectos de funcionalidad que deben ser considerados son:

  • Tolerancia a los ácidos y tolerancia al jugo gástrico humano
  • Tolerancia a las sales biliares (esto garantiza la sobrevivencia en el intestino delgado)
  • Adherencia a las superficies epiteliales y persistencia en el tracto gastrointestinal
  • Inmunoestimulación, sin efectos proinflamatorios
  • Actividad antagónica contra patógenos como Helicobacter pylori, Salmonella spp., Listeria monocytogenes y Clostridium difficile
  • Propiedades antimutagénica y anticarcinogénica

A pesar de que una cepa cumpla con los criterios de inocuidad y funcionalidad, también es importante tener en cuenta los aspectos tecnológicos. Estos incluyen los siguientes:

  • Buenas propiedades sensoriales
  • Resistencia a fagos
  • Viabilidad durante el proceso • Estabilidad en el producto y durante el almacenamiento (13)

Para que un microorganismo pueda ser clasificado como probiótico debe cumplir con las siguientes especificaciones (Figura 2).

 



Figura 2. Requerimientos para que un microorganismo se clasifique como probiótico (1, 15)

 

Es importante señalar que los efectos descritos solo pueden ser atribuidos a las cepas analizadas en cada estudio, y que no se pueden generalizar a toda la especie ni a todo el grupo de bacterias u otros probióticos.

Las bacterias probióticas más utilizadas son del género Lactobacillus y Bifidobacterium; sin embargo existen otros géneros que se han utilizado para tal fin (9). En la Tabla 2 se muestran las principales especies de microorganismos probióticos.

Tabla 2. Principales cepas de microorganismos probióticos (11, 14).

Genero Microorganismos probióticos
Lactobacillus L. acidophilus, L. casei, L. reuteri, L. brevis, L. helveticus, L. curvatus, L. fermentum, L. plantarum, L. rhamnosus, L. johnsonii, L. gasseri, L. coryniformis, L. paracasei, L. bifidum, L. buchneri, L. bulgaricus, L. caucasicus, entre otros.
Bifidobacterium B. bifidum, B. adolescentis, B. animalis, B. infantis, B. lactis, B. longum, B. thermophilum, B. essensis, B. breve, entre otros.
Otros Enterococcus faecium, E. faecalis, Lactococcus lactis, Leuconostoc mesenteroides, Saccharomyces boulardii, S. cerevisiae boulardii, Propionibacterium freudenreichii ssp. shermanii, Streptococcus diacetylactis, S. oralis, S. salivarius, Bacillus subtilis, B. licheniformis, entre otros.

 

Bifidobacterium longum Lactobacillus rhamnosus

 

Consideraciones sobre la inocuidad de los probióticos

  • Algunas especies de lactobacilos y bifidobacterias son residentes normales o que frecuentemente transitan por el aparato digestivo humano, y como tales no presentan infectividad o toxicidad • Generalmente se considera que las bacterias acido-lácticas tradicionales, asociadas desde hace mucho tiempo con la fermentación de los alimentos, son seguras para el consumo oral como parte de los alimentos y suplementos para la población generalmente sana y a los niveles usados tradicionalmente.

  • Las regulaciones para los suplementos dietéticos son inexistentes en muchos países, o mucho menos estrictos que los que se aplican para los medicamentos con prescripción médica.

  • La producción de suplementos de la dieta varía entre los fabricantes. Es probable que la eficacia y efectos difieran entre las cepas, productos, marcas o inclusive dentro de los diferentes lotes de una misma marca. Los productos adquiridos por el consumidor pueden no ser idénticos a la forma usada en la investigación.

  • Con el uso más reciente de los aislamientos intestinales de bacterias administradas en grandes cantidades a pacientes graves se ha planteado la interrogante sobre su seguridad. El uso de probióticos en personas enfermas está restringido a las cepas e indicaciones con eficacia probada.

  • Considerando la prevalencia de los lactobacilos en los alimentos fermentados, como colonizadores normales del cuerpo humano, y el bajo nivel de infección que se les atribuye, se revisó la seguridad de su consumo, considerando que su potencial patógeno es bastante bajo

  • Según el informe de un grupo de trabajo conjunto FAO/OMS que redacta las Pautas para la evaluación de los probióticos en alimentos, el examen de los aspectos patológicos, genéticos, toxicológicos, inmunológicos, gastroenterológicos y de seguridad microbiológica de las nuevas cepas probióticas exige un enfoque multidisciplinario. No es suficiente con la evaluación de seguridad y el análisis toxicólogico convencional

 

Bibliografía

  1. Chandan, R., White, C. H., Kilara, A., Hui, Y. H., (2006), Manufacturing Yogurt and Fermented Milks, Iowa State University Press, Blackwell Publishing, EEUUA.
  2. FAO, (2001), “Probióticos en los alimentos. Propiedades saludables y nutricionales y directrices para la evaluación”, Estudio FAO no. 85, Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación, Roma, Italia.
  3. Guarner, F. (et. al.), (2008), “Guías prácticas: Probióticos y prebióticos”, Organización Mundial de Gastroenterología. WGO.
  4. Kailasapathy, K., Chin, J., (2000), “Survival and Therapeutic Potential of Probiotic Organisms with Reference to Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium spp.”, en Immunol Cell Biol 78(1):80-8.
  5. Kailasapathy, K., Rybka, S., (1997), “Lactobacillus acidophilus and Bi?dobacterium spp.: Their therapeutic potential and survival in yogurt”, en Aust J Dairy Technol 52:28–35.
  6. Kayanush, A., McGrew, P., (2007), “Quality Attributes of Yogurt with Lactobacillus casei and Various Probiotics”, en Food Sci Technol No. 40. Pp. 1808-1814.
  7. Lourens-Hattingh, A., Viljoen, B., C., (2001), “Yogurt as Probiotic Carrier Food,” en Int Dairy J 11:1-17.
  8. Ng, E. W., Yeung, M., Tong, P. S., (2011), “Effects of Yogurt Starter Cultures on the Survival of Lactobacillus acidophilus”, en Int J Food Microbiol 145(1):169-75.
  9. Nollet, L., Toldrá, F., (2010), Handbook of Dairy Food Analysis, CRC Press, EEUUA.
  10. NOM-181-SCFI-2010. Norma Oficial Mexicana. “Yogurt. Denominación, especificaciones fisicoquímicas y microbiológicas, información comercial y métodos de prueba”, 2010, México.
  11. Ross, R., Preedy, V. R., (2010), Bioactive Foods in Promoting Health: Probiotics and Prebiotics, London Academic Press. Pp. 385-387, England.
  12. Ruiz, R., Ramírez, M., (2009), “Yogurt Making by Using Probiotics (Bifidobacterium spp. and Lactobacillus acidophilus) and Inulin”, en Revista de la Facultad de Agronomía, 26: 223-242, Venezuela.
  13. Saarela, M., Mogensen, G., Fondén, R., Mättö, J., Mattila-Sandholm, T., (2000), “Probiotic Bacteria: Safety, Functional, and Technological Properties”, en J Biotechnol 84(3):197-215.
  14. Sadler, M., Saltmarsh, M., (1998), Functional Foods: The Consumer, the Products, and the Evidence, The Royal Society of Chemistry. Londres, UK.
  15. Salminen, S., Wright, A., (1998), Lactic Acid Bacteria, Microbiology, and Functional Aspects, 2a. ed. Marcel Dekker, Inc., EEUUA.